基于高分子量海带多糖/银纳米颗粒复合PVA的原位水凝胶加速糖尿病伤口愈合的研究

糖尿病伤口愈合缓慢是临床重大挑战，本研究通过3-氨基苯硼酸修饰的氧化海带多糖(LamPBA)与聚乙烯醇-银纳米颗粒(PVA-AgNPs)共喷雾构建多功能原位水凝胶。该水凝胶展现出优异流变特性(80%抗菌率)、促进细胞增殖迁移能力(72h细胞活性>117%)，并在糖尿病小鼠模型中实现9天90%伤口闭合率，显著提升CD206+M2巨噬细胞比例(62±7)及血管生成标志物表达。发表在《Carbohydrate Polymers》的这项研究为慢性伤口管理提供了新型喷雾式生物材料解决方案。

　　

糖尿病引发的慢性伤口愈合障碍是全球性健康难题，由于高血糖导致的炎症持续、血管生成受损和细菌感染等因素，约25%的糖尿病患者会发展为难以愈合的足部溃疡。传统敷料难以同时满足抗菌、促愈合和便捷使用的需求，而现有喷雾水凝胶又常面临机械强度不足或功能单一的问题。沈阳药科大学的研究团队创新性地将海洋来源的高分子量海带多糖(分子量>350kDa)与银纳米技术结合，开发出具有动态自修复特性的喷雾式水凝胶，相关成果发表在生物材料领域权威期刊《Carbohydrate Polymers》上。

研究采用三步关键技术：通过氧化-希夫碱反应制备苯硼酸修饰的海带多糖(LamPBA)；采用抗坏血酸还原法合成PVA负载的银纳米颗粒(PVA-AgNPs)；通过硼酸酯键交联构建可喷雾原位凝胶体系。通过流变学、扫描电镜(SEM)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等表征材料特性，并建立STZ诱导的糖尿病小鼠全层皮肤缺损模型评估疗效。

3.1 水凝胶前体材料的合成与表征
通过核磁共振氢谱(¹H NMR)证实LamPBA中苯硼酸取代度为0.498，傅里叶变换红外光谱(FTIR)在1413cm^-1处出现B-O特征峰。X射线衍射(XRD)显示AgNPs特征峰(2θ=38.3°)，透射电镜(TEM)显示30±8nm的AgNPs均匀分散。

3.2 水凝胶的物理化学特性
喷雾5秒即可成胶，孔隙率达81%。含AgNPs的水凝胶(F2)储能模量(G′)达22kPa，较无AgNPs组(F1)提高47%。体外Ag⁺释放符合一级动力学模型(R²>0.9)，48小时累积释放92%。

3.5 体外实验验证
对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别达77%和81%。CCK-8实验显示处理72小时后，HaCaT细胞活性提升至118%，划痕实验显示24小时伤口闭合率提高40%。

3.6 体内治疗效果
糖尿病小鼠治疗9天时，F2组伤口闭合率(90%)显著高于商业敷料组(70%)。免疫荧光显示CD206⁺/CD86⁺巨噬细胞比值达62±7，Masson染色显示胶原沉积量增加2.3倍。血管生成标志物CD31和α-SMA共定位系数(MCC)提升至0.82，RT-qPCR检测显示VEGF mRNA表达量增加4.5倍。

该研究首次证实高分子量海带多糖与AgNPs协同作用可通过三重机制加速糖尿病伤口愈合：①动态硼酸酯键赋予材料自适应性，能贴合不规则伤口；②LamPBA通过糖萼-整合素相互作用促进角质形成细胞迁移；③AgNPs在3.6μg/ml浓度下实现抗菌/抗炎平衡。这种"喷雾-成胶-治疗"一体化策略为临床糖尿病伤口护理提供了新思路，其原料来源广泛、制备工艺简便的特点更具转化潜力。未来研究可进一步探索Lam分子量梯度对免疫调节通路的精确调控机制。